分岐装置
【課題】耐久性に優れると共に、軌道を転換するときの消費エネルギーを削減できる分岐装置を提供すること。
【解決手段】可動桁Ｂ１，Ｂ２の各々の端部が搭載される台部４と、その台部４を支持すると共に敷設された走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、その車輪３を駆動する駆動装置５と、走行レール２に沿って敷設されるガイドレール６と、そのガイドレール６の両側面に各々当接する案内部７とを備えているので、水平荷重が可動桁Ｂ１，Ｂ２から台部４に伝達されたときでも、台部４及び車輪３が横方向にずれることを防止できる。また、車輪３と作用荷重に対応した構造の案内部７とが別設されているので、案内部７と走行レール２とがこじれることがなく、駆動装置５が必要なトルクを平準化でき小型化できると共に、ピーク負荷を減少させて消費エネルギーを削減でき、さらに車輪３の回転につれて案内部７が摩耗するということがなく耐久性を向上できる。
【解決手段】可動桁Ｂ１，Ｂ２の各々の端部が搭載される台部４と、その台部４を支持すると共に敷設された走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、その車輪３を駆動する駆動装置５と、走行レール２に沿って敷設されるガイドレール６と、そのガイドレール６の両側面に各々当接する案内部７とを備えているので、水平荷重が可動桁Ｂ１，Ｂ２から台部４に伝達されたときでも、台部４及び車輪３が横方向にずれることを防止できる。また、車輪３と作用荷重に対応した構造の案内部７とが別設されているので、案内部７と走行レール２とがこじれることがなく、駆動装置５が必要なトルクを平準化でき小型化できると共に、ピーク負荷を減少させて消費エネルギーを削減でき、さらに車輪３の回転につれて案内部７が摩耗するということがなく耐久性を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分岐装置に関し、特に、耐久性に優れると共に、軌道を転換するときの消費エネルギーを削減できる分岐装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
線路や軌道を分岐させ車両（列車）の進路を選択する機構として、桁長さ方向に隣り合い垂直軸で連結される２つの可動桁を搭載する台車と、軌道転換時に可動桁を水平移動させる流体圧シリンダ（油圧シリンダ）とを備える分岐装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、流体圧シリンダを伸縮させることにより、台車に搭載された可動桁を水平移動させることができ、その結果、軌道を転換することができる。
【０００３】
しかしながら、軌道を転換するときに可動桁から伝達される桁長さ方向の荷重（水平荷重）が流体圧シリンダのピストンロッドに曲げ荷重として作用するため、流体圧シリンダのシール部に無理な力が加わり、圧力を伝達する流体が漏れる等の故障が発生し易く、流体圧シリンダの寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】
また、別の方法として、特許文献２に開示される技術が知られている。特許文献２に開示される技術は、車輪を駆動するモータ及び減速機を台車に搭載し、台車をレールの上で自走可能となるようにするものである。台車がレールの上を自走して、台車に搭載された可動桁を移動させるので、特許文献１に開示される流体圧シリンダを不要にできる。この場合、台車に横方向の水平荷重が入力されると、車輪が横滑りを起こし台車の位置が横方向にずれることがある。可動桁を連結する垂直軸の下端部は台車に軸支されているので、台車の位置が横方向にずれると、垂直軸に水平荷重が作用して垂直軸が損傷したり、垂直軸の寿命が短くなったりするおそれがある。
【０００５】
そこで、特許文献２記載の技術では、車輪にフランジが付けられている。台車に水平荷重が入力されると、フランジがレールの側面に当接し、車輪の横滑りが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９３９３７７号公報（図１〜図４など）
【特許文献２】特開昭５９−６７６３号公報（図１３など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、軌道を走行する車両が可動桁の付近で制動すると、その反力で可動桁が車両の進行方向に移動し、レールと交差する横方向の水平荷重が可動桁から台車に伝達される。また、軌道を転換するときにも同様に、水平荷重が可動桁から台車に伝達される。このように水平荷重が台車に伝達されると、車輪がレールの幅方向にずれるため、レールの側面とフランジとがこじれてしまう。レールとフランジとがこじれると、軌道を転換するとき、特に軌道転換開始時の車輪のスムーズな回転が妨げられる。これに抗して車輪を回転させるにはモータに大きなトルクが必要となるため、モータが大型化すると共にピーク負荷が増大し、モータを駆動するための消費エネルギーが増大するという問題点があった。
【０００８】
また、レールとフランジとがこじれた状態で車輪を回転させると、フランジがレールの側面を圧迫しながら擦れるため、フランジの側面が早期に摩耗し、台車、特に車輪の耐久性が低下するという問題点があった。
【０００９】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、耐久性に優れると共に、軌道を転換するときの消費エネルギーを削減できる分岐装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１０】
この目的を達成するために、請求項１記載の分岐装置は、垂直軸のまわりに回動可能に連結されつつ隣り合う２つの可動桁の各々の端部が搭載される台部と、その台部を支持すると共に、敷設された走行レールの上を転動する複数の車輪と、その車輪を駆動する駆動装置とを備えるものであり、前記走行レールに沿って敷設されるガイドレールと、そのガイドレールの両側面に各々当接し前記台部に前記車輪と別設される案内部とを備えている。これにより、請求項１記載の分岐装置は、走行レールと交差する横方向の水平荷重が可動桁から台部に伝達されたときでも、台部および車輪が横方向にずれることを防止できる。また、車輪と案内部とが別設されているので、走行レールと案内部とがこじれることがないため、軌道を転換するときに車輪の回転が妨げられるということがなく、駆動装置に必要なトルクを平準化でき駆動装置を小型化できると共に、ピーク負荷を減少させて消費エネルギーを削減できる効果がある。
【００１１】
また、車輪と案内部とが別設されているので、作用荷重に対応した構造を形成することにより、軌道を転換するときの車輪の回転につれて案内部が摩耗するということがなく、案内部が摩耗し難く耐久性を向上できる効果がある。
【００１２】
請求項２記載の分岐装置は、前記案内部は、前記台部の下方から垂設される支持軸と、その支持軸に回動可能に軸支される１組もしくは複数組のローラとを備え、それら１組もしくは複数組のローラの外周が前記ガイドレールの両側面に各々当接されている。これにより、請求項２記載の分岐装置は、請求項１記載の分岐装置の奏する効果に加え、軌道を転換するときのガイドレールと案内部との摩擦抵抗を小さくできるため、駆動装置の小型化と消費エネルギーの削減とをさらに図ることができる効果がある。また、案内部の摩耗を防ぎ、耐久性をさらに向上できる効果がある。
【００１３】
請求項３記載の分岐装置は、前記台部は、前記垂直軸の下端側が固定される垂直軸固定部を備え、前記ガイドレールは、前記台部および前記車輪が跨設されており、前記垂直軸の延長線は、前記走行レールと前記車輪とが接する点を結んでできる多角形の内側を通過する。これにより、請求項３記載の分岐装置は、請求項１又は２に記載の分岐装置の奏する効果に加え、可動桁からの過大な水平荷重が垂直軸固定部を介して台部に伝達されたときも、ガイドレールを中心に台部が回転しようとして浮き上がることを防止できる。その結果、ガイドレールへの案内部の当接が外れたり、案内部に過大な水平荷重が入力されて案内部が損傷したりすることを防止できる。これにより、過大な水平荷重が入力されたときでも、台部をガイドレールに沿って確実に移動させることができる効果がある。
【００１４】
請求項４記載の分岐装置は、前記隣り合う２つの可動桁の各々の端部に設けられると共に、前記垂直軸を中心に回動可能に構成される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部または前記第２支持部の少なくとも一方に形成され、前記垂直軸が前記可動桁の桁長さ方向に沿ってスライド可能に貫装されるスライド孔とを備えている。これにより、請求項４記載の分岐装置は、請求項１から３のいずれかに記載の分岐装置の奏する効果に加え、可動桁は垂直軸に対して桁長さ方向への相対移動が可能となるため、外気温度の変化による可動桁の桁長さ方向の膨張・収縮を吸収することができ、可動桁の膨張・収縮による水平荷重が台部に伝達されることを防止できる。その結果、可動桁の膨張・収縮によりガイドレールの両側面に当接する案内部に過大な荷重が伝達されることが防止され、案内部の耐久性を向上できる効果がある。また、隣り合う可動桁は桁幅方向への相対移動が規制されるので、桁幅方向の台部の移動に可動桁を精度良く追随させることができ、軌道の転換精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施の形態における分岐装置の基準状態を示す平面図であり、（ｂ）は軌道転換状態を示す分岐装置の平面図である。
【図２】分岐装置の要部平面図である。
【図３】図１（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視における分岐装置の正面図である。
【図４】図３の矢印ＩＶ方向視における分岐装置の側面図である。
【図５】第２実施の形態における分岐装置の要部平面図である。
【図６】弾性支承として構成される支承機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、分岐装置１の概要を説明する。図１（ａ）は本発明の第１実施の形態における分岐装置１の基準状態を示す平面図であり、図１（ｂ）は軌道転換状態を示す分岐装置１の平面図である。分岐装置１は、図示しない車両（列車）が走行する軌道の基準線（本線軌道）の分岐始点側固定桁Ａ１と分岐終点側固定桁Ａ２とを接続する分岐軌道Ｂに配置されている。
【００１７】
分岐軌道Ｂは、桁長さ方向に並設された複数の可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３と、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が互いに連結される垂直軸Ｑとを主に備えて構成されている。垂直軸Ｑにより連結される可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、各垂直軸Ｑのまわりに屈曲可能に構成されている。分岐軌道Ｂは、車両の進路を基準線Ａ１，Ｂ，Ａ２又は分岐線（側線軌道）Ａ１，Ｂ，Ｃに切り換える軌道である。分岐軌道Ｂは、分岐始点側固定桁Ａ１と可動桁Ｂ１とを連結する垂直軸Ｐを固定支点として、分岐軌道Ｂが各垂直軸Ｑのまわりに屈曲しながら移動することにより、分岐軌道Ｂの分岐終点側端部（可動桁Ｂ３の端部）が分岐終点側固定桁Ａ２に接続される基準状態（図１（ａ）参照）と、分岐軌道Ｂの分岐終点側端部（可動桁Ｂ３の端部）が基端側固定桁Ｃに接続される軌道転換状態（図１（ｂ）参照）とを切り換える。
【００１８】
分岐装置１は、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を移動させて分岐軌道Ｂを移動させる機構である。分岐装置１は、道床に敷設される一対の走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、それら車輪３に支持されると共に、隣り合う２つの可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の端部が搭載される台部４とを主に備えて構成されている。本実施の形態においては、走行レール２は直線状に形成されており、垂直軸Ｑで互いに連結された可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の端部に対応する複数箇所に敷設されている。
【００１９】
走行レール２は、その上を分岐装置１の車輪３が転動し、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び台部４による垂直荷重を支える部材である。分岐軌道Ｂの複数箇所に敷設された走行レール２は、分岐終点側固定桁Ａ２に近づくにつれて長くなるように形成されている。分岐軌道Ｂは垂直軸Ｐを固定支点として移動するので、台部４の移動可能距離、即ち走行レール２の長さを分岐軌道Ｂの移動距離に応じて長くする必要があるからである。
【００２０】
次に、図２を参照して分岐装置１についてさらに説明する。図２は可動桁Ｂ１，Ｂ２を搭載する分岐装置１の要部平面図である。なお、図２では、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４を透視した状態を示しており、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４は想像線（二点鎖線）で図示し、台部４から下の部分を実線で図示している。また、図２では、走行レール２及びガイドレール６の長手方向の図示を一部省略している。
【００２１】
分岐装置１は、上述したように、一対の走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、それら車輪３に支持されると共に、隣り合う２つの可動桁Ｂ１，Ｂ２の各々の端部が搭載される台部４とを主に備えて構成されている。さらに分岐装置１は、車輪３を駆動する駆動装置５と、走行レール２に沿って敷設されるガイドレール６と、そのガイドレール６の両側面に各々当接し台部４に車輪３と別設される案内部７とを主に備えて構成されている。
【００２２】
ここで、台部４は、垂直軸Ｑを中心に回動可能に連結される第１台部４ａ及び第２台部４ｂを備えて構成されている。第１台部４ａ及び第２台部４ｂは、走行レール２の長手方向に並設されており、各々の外形は平面視して矩形状とされている。台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の上面と各可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面には、軌道を転換するときに各可動桁Ｂ１，Ｂ２と台部４との間の相対運動を小さな摩擦抵抗で滑らかに行わせるための支承機構８（後述する）が配設されている。
【００２３】
車輪３は、同一径で形成されると共に車軸３ａの両端に固定されており、それら車軸３ａは第１台部４ａの移動方向の前側および後側、並びに第２台部４ｂの移動方向の前側および後側にそれぞれ回動可能に軸支されている。第１台部４ａ及び第２台部４ｂの各々に配設される車輪３及び車軸３ａの一つは、駆動装置５としてのギヤモータ（減速機付きモータ）により駆動可能に構成されている。車輪３は、直線状に敷設された一対の平行な走行レール２の上を転動することにより、第１台部４ａ及び第２台部４ｂを移動可能に支持する。以上のように、台部４に対して２つの駆動装置５を用いて、異なる車軸３ａに固定された車輪３を駆動するので、万一、駆動装置５の一方が故障しても、他方の駆動装置５を用い車輪３を駆動させて台部４を移動できる。
【００２４】
ガイドレール６は、一対の走行レール２の間に敷設されている。そのガイドレール６の両側面に当接する案内部７は、第１台部４ａ及び第２台部４ｂの各々の車軸３ａ間に配設されている。案内部７の各々は、ガイドレール６の長手方向に適当な間隔をあけて配設され、ガイドレール６の両側面に外周が当接する２個ずつ合計４個のローラ７ｄを備え、それらローラ７ｄはガイドレールを挟んで対峙している。このように分岐装置１は、ガイドレール６の両側面に当接する案内部７を備えているので、ガイドレール６に沿って台部４を安定に移動できる。また、第１台部４ａ及び第２台部４ｂの各々に案内部７が配設されているので、連結された第１台部４ａ及び第２台部４ｂの直進性を確保することができる。
【００２５】
次に図３を参照して、桁長さ方向における分岐装置１の構成について説明する。図３は、図１（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視における分岐装置１の正面図である。なお、図３においては案内部７を図示するために、車軸３ａの長手方向の中央付近の図示を省略している。
【００２６】
分岐装置１は、上述のように、道床Ｇに敷設される走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、それら車輪３で支持される台部４とを主に備えて構成されている。車輪３は車軸３ａの両端に固定され、その車軸３ａは左右の車軸受け３ｂで軸支されており、各々の車軸受け３ｂは独立して台部４に固定されている。
【００２７】
ガイドレール６は道床Ｇの走行レール２の間に敷設されており、台部４及び車輪３が跨設される。ガイドレール６の両側面に、案内部７としてのローラ７ｄの外周が当接している。案内部７は、台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の下面からガイドレール６に向けて垂設される軸部７ａと、その軸部７ａの回りに回動可能に固定される本体部７ｂと、その本体部７ｂから下方に垂設される２本の支持軸７ｃとを備え、ローラ７ｄは各々の支持軸７ｃに回動可能に軸支されている。ガイドレール６の両側面にローラ７ｄの外周が当接しているので、台部４の移動に伴い２つのローラ７ｄがガイドレール６の両側面を転動する。これにより、台部４はガイドレール６に沿って走行レール２の上を直線状に移動できる。また、ガイドレール６の側面を転動するローラ７ｄを備えて案内部７が構成されているので、案内部７とガイドレール６との摩擦抵抗を小さくすることができ、案内部７やガイドレール６の摩耗を抑制できる。
【００２８】
支承機構８は、フッ素樹脂製等の摩擦抵抗の小さな素材で略円筒状に形成されると共に台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の上面に固定されるすべり沓８ａと、そのすべり沓８ａと接触しつつ各可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面に固定されるスライド部８ｂとを備えて構成されている。各可動桁Ｂ１，Ｂ２は、すべり沓８ａ及びスライド部８ｂに支持されて台部４に搭載されており、軌道を転換するときには、すべり沓８ａの上面とスライド部８ｂの下面とが摺接することによって、各可動桁Ｂ１，Ｂ２は滑らかに移動する。
【００２９】
支承機構８により台部４に搭載される分岐始点側の可動桁Ｂ１及び分岐終点側の可動桁Ｂ２は、隣り合う各々の端面に、垂直軸Ｑを中心にして回動可能に連結される第１支持部９ａ及び第２支持部９ｂを備えている。分岐始点側の可動桁Ｂ１の端面に設けられた第１支持部９ａは、垂直軸Ｑが可動桁Ｂ１の桁長さ方向に沿ってスライド可能に貫装されるスライド孔９ｃを備えている。スライド孔９ｃを貫通する垂直軸Ｑの下端部は、後述するように台部４に固定されている。
【００３０】
スライド孔９ｃは、外気温度が低く可動桁Ｂ１，Ｂ２が収縮しているときに、少なくとも第１支持部９ａの基部側（分岐始点側の可動桁Ｂ１側）に垂直軸Ｑと隙間が設けられるように構成されている。これにより、可動桁Ｂ１は、垂直軸Ｑに対して桁長さ方向への相対移動が可能となるため、外気温度の変化による可動桁Ｂ１の桁長さ方向の膨張をスライド孔９ｃが吸収し、可動桁Ｂ１が膨張して生ずる水平荷重が台部４や垂直軸Ｑに伝達されることを防止できる。また、膨張した可動桁Ｂ１が外気温度の変化によって収縮する場合も同様に、スライド孔９ｃが形成されているので、水平荷重が台部４や垂直軸Ｑに伝達されることを防止できる。その結果、可動桁Ｂ１，Ｂ２の膨張・収縮により案内部７に過大な荷重が伝達されることが防止され、案内部７の耐久性を向上できる。また、垂直軸Ｑに水平荷重が入力されることも防止できるため、垂直軸Ｑを中心にした可動桁Ｂ１，Ｂ２の回動もスムーズに行われると共に、垂直軸Ｑが損傷することも防止できる。さらに、連結された可動桁Ｂ１，Ｂ２は桁幅方向への相対移動が規制されるので、車輪３の転動に伴う台部４の移動に、可動桁Ｂ１，Ｂ２を精度良く追随させることができ、軌道の転換精度を向上できる。
【００３１】
次に図４を参照して、桁幅方向における分岐装置１の構成について説明する。図４は、図３の矢印ＩＶ方向視における分岐装置１の側面図である。なお、図４においては、分岐始点側の可動桁Ｂ１の図示を省略している。
【００３２】
分岐装置１の台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）は、第１支持部９ａ（図３参照）及び第２支持部９ｂを連結する垂直軸Ｑの下端部が固定されている。本実施の形態においては、第１台部４ａ及び第２台部４ｂは、隣り合う各々の端面に第１垂直軸固定部１０ａ及び第２垂直軸固定部１０ｂを備えており、第１垂直軸固定部１０ａ及び第２垂直軸固定部１０ｂに垂直軸Ｑの下端部が軸支されることにより、垂直軸Ｑを中心にして第１台部４ａ及び第２台部４ｂは回動可能に連結される。以上のように、分岐装置１の台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）は、第１支持部９ａ（図３参照）及び第２支持部９ｂを連結する垂直軸Ｑの下端部が固定されているので、走行レール２の上を台部４が移動することにより、台部４の移動に伴って垂直軸Ｑが移動し、それに伴い可動桁Ｂ１，Ｂ２を移動させることができる。
【００３３】
ここで、台部４は走行レール２の上を直線状に移動するが、可動桁Ｂ１，Ｂ２は、分岐始点側の垂直軸Ｐ（図１参照）を支点として円弧状に移動する。このように台部４の移動する軌跡と可動桁Ｂ１，Ｂ２の移動する軌跡とは異なるが、可動桁Ｂ１，Ｂ２同士を連結する第１支持部９ａはスライド孔９ｃを備えているので、これら２つの軌跡の差がスライド孔９ｃで吸収される。また、台部４は可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面に固定されたスライド部８ｂをすべり沓８ａで支持しているので、すべり沓８ａの上をスライド部８ｂが摺動して、可動桁Ｂ１，Ｂ２が台部４の上を円弧状に移動する。これにより、軌道の転換がスムーズに行われる。
【００３４】
以上のように第１実施の形態における分岐装置１は構成されているので、走行レール２と交差する横方向の水平荷重が可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３から台部４に伝達されたときでも、台部４及び車輪３が横方向にずれることを防止できる。また、車輪３と案内部７とが別設されているので、水平荷重が入力されても案内部７と走行レール２とがこじれることがない。そのため、軌道を転換するときに車輪３の回転が妨げられるということがなく、駆動装置５に必要なトルクを平準化でき駆動装置５を小型化できると共に、ピーク負荷を減少させて消費エネルギーを削減できる。また、軌道を転換するときの車輪３の回転につれて案内部７が摩耗するということがなく、案内部７が摩耗し難く耐久性を向上できる。
【００３５】
また、分岐装置１の台部４は、垂直軸Ｑの下端側が固定される垂直軸固定部１０（第１垂直軸固定部１０ａ及び第２垂直軸固定部１０ｂ）を備え、ガイドレール６は台部４及び車輪３が跨設されている。さらに、垂直軸Ｑの延長線は、走行レール２と車輪３とが接する点を結んでできる多角形（図２参照）（本実施の形態においては長方形）の内側を通過する。これにより、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの過大な水平荷重が垂直軸固定部１０を介して台部４に伝達されたときも、ガイドレール６を中心に台部４が回転しようとして浮き上がることを防止できる。その結果、ガイドレール６への案内部７の当接が外れたり、案内部７に過大な水平荷重が入力されて案内部７が損傷したりすることを防止できる。その結果、過大な水平荷重が入力されたときでも、台部４をガイドレール６に沿って確実に移動させることができる。
【００３６】
次に図５を参照して、第２実施の形態について説明する。図５は、第２実施の形態における分岐装置１１の要部平面図である。なお、図５では、図２と同様に、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４を透視した状態を示しており、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４は想像線（二点鎖線）で図示し、台部４から下の部分を実線で図示している。また、図５では、走行レール１３及びガイドレール１６の長手方向の図示を一部省略している。
【００３７】
ここで、第１実施の形態では、道床Ｇに敷設された直線状の走行レール２の上を車輪３が転動することにより台部４が移動する場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、道床Ｇに敷設された円弧状の走行レール１２ａ，１２ｂの上を車輪１３ａ，１３ｂが転動することにより、台部４が円弧状に移動する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
分岐装置１１においては、図５に示すように、走行レール１２ａ，１２ｂは円弧状に形成されている。走行レール１２ａ，１２ｂの曲率半径は、可動桁Ｂ１，Ｂ２の回転中心からの距離に合わせた大きさに形成されている。走行レール１２ａ，１２ｂ間には、円弧状に形成されるガイドレール１６が走行レール１２ａ，１２ｂに沿って敷設されている。ガイドレール１６の曲率半径も、可動桁Ｂ１，Ｂ２の回転中心からの距離に合わせた大きさに形成されている。従って、走行レール１２ａ，１２ｂ及びガイドレール１６の曲率半径は、分岐始点側の走行レール１２ａ、ガイドレール１６、分岐終点側の走行レール１２ｂの順に大きくなるように設定されている。
【００３９】
走行レール１２ａ，１２ｂの上を転動する車輪１３ａ，１３ｂは、車軸１３ｃの両側に固定されている。分岐始点側の走行レール１２ａの上を転動する車輪１３ａの外径は、分岐終点側の走行レール１２ｂの上を転動する車輪１３ｂの外径より小さく設定されている。これは、上述のように、分岐始点側の走行レール１２ａの曲率半径は分岐終点側の走行レール１２ｂの曲率半径より小さいので、走行レール１２ａ，１２ｂの上を空転することなく車輪１３ａ，１３ｂが転動できるようにするためである。
【００４０】
なお、第１実施の形態で説明したように、第１台部４ａ及び第２台部４ｂは垂直軸Ｑを中心にして回動可能に連結されているので、走行レール１２ａ，１２ｂ及びガイドレール１６が円弧状に形成されていても、走行レール１２ａ，１２ｂ及びガイドレール１６に沿わせて台部４を屈曲させることができる。これにより、台部４を円滑に移動できる。その結果、第１実施の形態の場合（走行レール２が直線状の場合）と台部４を共通化することができ、台部４の汎用性を向上できる。
【００４１】
また、第１実施の形態で説明したように、案内部７は、台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の下面からガイドレール６（図３参照）に向けて垂設される軸部７ａと、その軸部７ａの回りに回動可能に固定される本体部７ｂと、その本体部７ｂから下方に垂設される２本の支持軸７ｃとを備え、ローラ７ｄは各々の支持軸７ｃに回動可能に軸支されている。このように本体部７ｂが、ガイドレール６に向けて垂設される軸部７ａのまわりに回動可能に固定されているので、ガイドレール１６が円弧状に形成されていても、ガイドレール１６の長手方向に沿ってローラ７ｄを転動させることができ、台部４はガイドレール１６に沿って案内される。
【００４２】
以上のように第２実施の形態における分岐装置１１は構成されているので、台部４は走行レール１２ａ，１２ｂの上を円弧状に移動し、可動桁Ｂ１，Ｂ２も、分岐始点側の垂直軸Ｐ（図１参照）を支点として円弧状に移動する。このように台部４の移動する軌跡と可動桁Ｂ１，Ｂ２の移動する軌跡とをほぼ等しくできるため、すべり沓８ａを摺動するスライド部８ｂの摺動量を小さくできる。これにより、スライド部８ｂとすべり沓８ａとが摺動することによって生じる摩耗量を削減することができ、スライド部８ｂやすべり沓８ａのメンテナンス頻度を削減できる。
【００４３】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４４】
上記各実施の形態では、第１台部４ａ及び第２台部４ｂが垂直軸Ｑで回動可能に連結されて台部４が構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１台部４ａ及び第２台部４ｂを連結することなく、一体化されたものとして構成することも当然可能である。また、第１台部４ａ及び第２台部４ｂを剛結合して一体化することも可能である。
【００４５】
上記各実施の形態では、案内部７は、ローラ７ｄの外周がガイドレール６，１６に当接し、ローラ７ｄがガイドレール６，１６の側面を転動する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の形態とすることも当然可能である。他の形態としては、例えば、フッ素樹脂製等で形成されてガイドレール６，１６の側面に当接し摺動するものが挙げられる。この場合も、入力された水平荷重を受けることができると共に、ガイドレール６，１６に沿って台部４を移動させることができる。
【００４６】
上記第２実施の形態では、分岐始点側の走行レール１２ａを転動する車輪１３ａの外径を、分岐終点側の走行レール１２ｂを転動する車輪１３ｂの外径より小さく形成することにより、曲率半径の異なる走行レール１２ａ，１２ｂの上を車輪１３ａ，１３ｂが転動する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車輪１３ａ，１３ｂを同一径にすると共に、車軸１３ｃに差動装置を配設して、車輪１３ａ，１３ｂの回転速度差を調整することにより、曲率半径の異なる走行レール１２ａ，１２ｂの上を転動させることも可能である。
【００４７】
上記各実施の形態では、ガイドレール６，１６の一方側および他方側にそれぞれ一輪ずつローラ７ｄを配設し、これら二輪のローラ７ｄでガイドレール６，１６を両側から挟む場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、合計三輪以上のローラ７ｄでガイドレール６，１６を両側から挟む構成とすることは当然可能である。例えば、ガイドレール６，１６の一方側に一輪のローラ７ｄを、ガイドレール６，１６の他方側に二輪のローラ７ｄを、それぞれ配設し、これら合計三輪のローラ７ｄでガイドレール６，１６を両側から挟む構成としても良い。
【００４８】
上記各実施の形態では、支承機構８をすべり支承として構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、弾性支承により構成しても良い。ここで、この弾性支承の一例について図６を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。図６は、弾性支承として構成される支承機構１００８の断面図である。
【００４９】
図６に示すように、支承機構１００８は、各可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面および台部４の上面にそれぞれ固定される一対の連結板部１０８１と、それら一対の連結板部１０８１の間に固定される弾性部１０８２とを備え、弾性部１０８２の弾性変形によって、各可動桁Ｂ１，Ｂ２を台部４に対して水平方向に移動可能に支持する。
【００５０】
なお、弾性部１０８２は、ゴム状弾性体から円板状に形成される複数枚のゴム基体１０８２ａと、金属材料から円板状に形成される複数枚の積層板１０８２ｂとを備え、これらゴム基体１０８２ａと積層板１０８２ｂとが交互に積層されている。
【符号の説明】
【００５１】
１，１１ 分岐装置
２，１２ａ，１２ｂ 走行レール
３，１３ａ，１３ｂ 車輪
４ 台部
４ａ 第１台部（台部の一部）
４ｂ 第２台部（台部の一部）
５ 駆動装置
６，１６ ガイドレール
７ 案内部
７ａ 軸部（案内部の一部）
７ｂ 本体部（案内部の一部）
７ｃ 支持軸（案内部の一部）
７ｄ ローラ（案内部の一部）
９ａ 第１支持部
９ｂ 第２支持部
９ｃ スライド孔
１０ 垂直軸固定部
１０ａ 第１垂直軸固定部（垂直軸固定部の一部）
１０ｂ 第２垂直軸固定部（垂直軸固定部の一部）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 可動桁
Ｑ 垂直軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は分岐装置に関し、特に、耐久性に優れると共に、軌道を転換するときの消費エネルギーを削減できる分岐装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
線路や軌道を分岐させ車両（列車）の進路を選択する機構として、桁長さ方向に隣り合い垂直軸で連結される２つの可動桁を搭載する台車と、軌道転換時に可動桁を水平移動させる流体圧シリンダ（油圧シリンダ）とを備える分岐装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、流体圧シリンダを伸縮させることにより、台車に搭載された可動桁を水平移動させることができ、その結果、軌道を転換することができる。
【０００３】
しかしながら、軌道を転換するときに可動桁から伝達される桁長さ方向の荷重（水平荷重）が流体圧シリンダのピストンロッドに曲げ荷重として作用するため、流体圧シリンダのシール部に無理な力が加わり、圧力を伝達する流体が漏れる等の故障が発生し易く、流体圧シリンダの寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】
また、別の方法として、特許文献２に開示される技術が知られている。特許文献２に開示される技術は、車輪を駆動するモータ及び減速機を台車に搭載し、台車をレールの上で自走可能となるようにするものである。台車がレールの上を自走して、台車に搭載された可動桁を移動させるので、特許文献１に開示される流体圧シリンダを不要にできる。この場合、台車に横方向の水平荷重が入力されると、車輪が横滑りを起こし台車の位置が横方向にずれることがある。可動桁を連結する垂直軸の下端部は台車に軸支されているので、台車の位置が横方向にずれると、垂直軸に水平荷重が作用して垂直軸が損傷したり、垂直軸の寿命が短くなったりするおそれがある。
【０００５】
そこで、特許文献２記載の技術では、車輪にフランジが付けられている。台車に水平荷重が入力されると、フランジがレールの側面に当接し、車輪の横滑りが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９３９３７７号公報（図１〜図４など）
【特許文献２】特開昭５９−６７６３号公報（図１３など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、軌道を走行する車両が可動桁の付近で制動すると、その反力で可動桁が車両の進行方向に移動し、レールと交差する横方向の水平荷重が可動桁から台車に伝達される。また、軌道を転換するときにも同様に、水平荷重が可動桁から台車に伝達される。このように水平荷重が台車に伝達されると、車輪がレールの幅方向にずれるため、レールの側面とフランジとがこじれてしまう。レールとフランジとがこじれると、軌道を転換するとき、特に軌道転換開始時の車輪のスムーズな回転が妨げられる。これに抗して車輪を回転させるにはモータに大きなトルクが必要となるため、モータが大型化すると共にピーク負荷が増大し、モータを駆動するための消費エネルギーが増大するという問題点があった。
【０００８】
また、レールとフランジとがこじれた状態で車輪を回転させると、フランジがレールの側面を圧迫しながら擦れるため、フランジの側面が早期に摩耗し、台車、特に車輪の耐久性が低下するという問題点があった。
【０００９】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、耐久性に優れると共に、軌道を転換するときの消費エネルギーを削減できる分岐装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１０】
この目的を達成するために、請求項１記載の分岐装置は、垂直軸のまわりに回動可能に連結されつつ隣り合う２つの可動桁の各々の端部が搭載される台部と、その台部を支持すると共に、敷設された走行レールの上を転動する複数の車輪と、その車輪を駆動する駆動装置とを備えるものであり、前記走行レールに沿って敷設されるガイドレールと、そのガイドレールの両側面に各々当接し前記台部に前記車輪と別設される案内部とを備えている。これにより、請求項１記載の分岐装置は、走行レールと交差する横方向の水平荷重が可動桁から台部に伝達されたときでも、台部および車輪が横方向にずれることを防止できる。また、車輪と案内部とが別設されているので、走行レールと案内部とがこじれることがないため、軌道を転換するときに車輪の回転が妨げられるということがなく、駆動装置に必要なトルクを平準化でき駆動装置を小型化できると共に、ピーク負荷を減少させて消費エネルギーを削減できる効果がある。
【００１１】
また、車輪と案内部とが別設されているので、作用荷重に対応した構造を形成することにより、軌道を転換するときの車輪の回転につれて案内部が摩耗するということがなく、案内部が摩耗し難く耐久性を向上できる効果がある。
【００１２】
請求項２記載の分岐装置は、前記案内部は、前記台部の下方から垂設される支持軸と、その支持軸に回動可能に軸支される１組もしくは複数組のローラとを備え、それら１組もしくは複数組のローラの外周が前記ガイドレールの両側面に各々当接されている。これにより、請求項２記載の分岐装置は、請求項１記載の分岐装置の奏する効果に加え、軌道を転換するときのガイドレールと案内部との摩擦抵抗を小さくできるため、駆動装置の小型化と消費エネルギーの削減とをさらに図ることができる効果がある。また、案内部の摩耗を防ぎ、耐久性をさらに向上できる効果がある。
【００１３】
請求項３記載の分岐装置は、前記台部は、前記垂直軸の下端側が固定される垂直軸固定部を備え、前記ガイドレールは、前記台部および前記車輪が跨設されており、前記垂直軸の延長線は、前記走行レールと前記車輪とが接する点を結んでできる多角形の内側を通過する。これにより、請求項３記載の分岐装置は、請求項１又は２に記載の分岐装置の奏する効果に加え、可動桁からの過大な水平荷重が垂直軸固定部を介して台部に伝達されたときも、ガイドレールを中心に台部が回転しようとして浮き上がることを防止できる。その結果、ガイドレールへの案内部の当接が外れたり、案内部に過大な水平荷重が入力されて案内部が損傷したりすることを防止できる。これにより、過大な水平荷重が入力されたときでも、台部をガイドレールに沿って確実に移動させることができる効果がある。
【００１４】
請求項４記載の分岐装置は、前記隣り合う２つの可動桁の各々の端部に設けられると共に、前記垂直軸を中心に回動可能に構成される第１支持部および第２支持部と、前記第１支持部または前記第２支持部の少なくとも一方に形成され、前記垂直軸が前記可動桁の桁長さ方向に沿ってスライド可能に貫装されるスライド孔とを備えている。これにより、請求項４記載の分岐装置は、請求項１から３のいずれかに記載の分岐装置の奏する効果に加え、可動桁は垂直軸に対して桁長さ方向への相対移動が可能となるため、外気温度の変化による可動桁の桁長さ方向の膨張・収縮を吸収することができ、可動桁の膨張・収縮による水平荷重が台部に伝達されることを防止できる。その結果、可動桁の膨張・収縮によりガイドレールの両側面に当接する案内部に過大な荷重が伝達されることが防止され、案内部の耐久性を向上できる効果がある。また、隣り合う可動桁は桁幅方向への相対移動が規制されるので、桁幅方向の台部の移動に可動桁を精度良く追随させることができ、軌道の転換精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施の形態における分岐装置の基準状態を示す平面図であり、（ｂ）は軌道転換状態を示す分岐装置の平面図である。
【図２】分岐装置の要部平面図である。
【図３】図１（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視における分岐装置の正面図である。
【図４】図３の矢印ＩＶ方向視における分岐装置の側面図である。
【図５】第２実施の形態における分岐装置の要部平面図である。
【図６】弾性支承として構成される支承機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、分岐装置１の概要を説明する。図１（ａ）は本発明の第１実施の形態における分岐装置１の基準状態を示す平面図であり、図１（ｂ）は軌道転換状態を示す分岐装置１の平面図である。分岐装置１は、図示しない車両（列車）が走行する軌道の基準線（本線軌道）の分岐始点側固定桁Ａ１と分岐終点側固定桁Ａ２とを接続する分岐軌道Ｂに配置されている。
【００１７】
分岐軌道Ｂは、桁長さ方向に並設された複数の可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３と、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が互いに連結される垂直軸Ｑとを主に備えて構成されている。垂直軸Ｑにより連結される可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、各垂直軸Ｑのまわりに屈曲可能に構成されている。分岐軌道Ｂは、車両の進路を基準線Ａ１，Ｂ，Ａ２又は分岐線（側線軌道）Ａ１，Ｂ，Ｃに切り換える軌道である。分岐軌道Ｂは、分岐始点側固定桁Ａ１と可動桁Ｂ１とを連結する垂直軸Ｐを固定支点として、分岐軌道Ｂが各垂直軸Ｑのまわりに屈曲しながら移動することにより、分岐軌道Ｂの分岐終点側端部（可動桁Ｂ３の端部）が分岐終点側固定桁Ａ２に接続される基準状態（図１（ａ）参照）と、分岐軌道Ｂの分岐終点側端部（可動桁Ｂ３の端部）が基端側固定桁Ｃに接続される軌道転換状態（図１（ｂ）参照）とを切り換える。
【００１８】
分岐装置１は、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を移動させて分岐軌道Ｂを移動させる機構である。分岐装置１は、道床に敷設される一対の走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、それら車輪３に支持されると共に、隣り合う２つの可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の端部が搭載される台部４とを主に備えて構成されている。本実施の形態においては、走行レール２は直線状に形成されており、垂直軸Ｑで互いに連結された可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各々の端部に対応する複数箇所に敷設されている。
【００１９】
走行レール２は、その上を分岐装置１の車輪３が転動し、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及び台部４による垂直荷重を支える部材である。分岐軌道Ｂの複数箇所に敷設された走行レール２は、分岐終点側固定桁Ａ２に近づくにつれて長くなるように形成されている。分岐軌道Ｂは垂直軸Ｐを固定支点として移動するので、台部４の移動可能距離、即ち走行レール２の長さを分岐軌道Ｂの移動距離に応じて長くする必要があるからである。
【００２０】
次に、図２を参照して分岐装置１についてさらに説明する。図２は可動桁Ｂ１，Ｂ２を搭載する分岐装置１の要部平面図である。なお、図２では、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４を透視した状態を示しており、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４は想像線（二点鎖線）で図示し、台部４から下の部分を実線で図示している。また、図２では、走行レール２及びガイドレール６の長手方向の図示を一部省略している。
【００２１】
分岐装置１は、上述したように、一対の走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、それら車輪３に支持されると共に、隣り合う２つの可動桁Ｂ１，Ｂ２の各々の端部が搭載される台部４とを主に備えて構成されている。さらに分岐装置１は、車輪３を駆動する駆動装置５と、走行レール２に沿って敷設されるガイドレール６と、そのガイドレール６の両側面に各々当接し台部４に車輪３と別設される案内部７とを主に備えて構成されている。
【００２２】
ここで、台部４は、垂直軸Ｑを中心に回動可能に連結される第１台部４ａ及び第２台部４ｂを備えて構成されている。第１台部４ａ及び第２台部４ｂは、走行レール２の長手方向に並設されており、各々の外形は平面視して矩形状とされている。台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の上面と各可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面には、軌道を転換するときに各可動桁Ｂ１，Ｂ２と台部４との間の相対運動を小さな摩擦抵抗で滑らかに行わせるための支承機構８（後述する）が配設されている。
【００２３】
車輪３は、同一径で形成されると共に車軸３ａの両端に固定されており、それら車軸３ａは第１台部４ａの移動方向の前側および後側、並びに第２台部４ｂの移動方向の前側および後側にそれぞれ回動可能に軸支されている。第１台部４ａ及び第２台部４ｂの各々に配設される車輪３及び車軸３ａの一つは、駆動装置５としてのギヤモータ（減速機付きモータ）により駆動可能に構成されている。車輪３は、直線状に敷設された一対の平行な走行レール２の上を転動することにより、第１台部４ａ及び第２台部４ｂを移動可能に支持する。以上のように、台部４に対して２つの駆動装置５を用いて、異なる車軸３ａに固定された車輪３を駆動するので、万一、駆動装置５の一方が故障しても、他方の駆動装置５を用い車輪３を駆動させて台部４を移動できる。
【００２４】
ガイドレール６は、一対の走行レール２の間に敷設されている。そのガイドレール６の両側面に当接する案内部７は、第１台部４ａ及び第２台部４ｂの各々の車軸３ａ間に配設されている。案内部７の各々は、ガイドレール６の長手方向に適当な間隔をあけて配設され、ガイドレール６の両側面に外周が当接する２個ずつ合計４個のローラ７ｄを備え、それらローラ７ｄはガイドレールを挟んで対峙している。このように分岐装置１は、ガイドレール６の両側面に当接する案内部７を備えているので、ガイドレール６に沿って台部４を安定に移動できる。また、第１台部４ａ及び第２台部４ｂの各々に案内部７が配設されているので、連結された第１台部４ａ及び第２台部４ｂの直進性を確保することができる。
【００２５】
次に図３を参照して、桁長さ方向における分岐装置１の構成について説明する。図３は、図１（ａ）の矢印ＩＩＩ方向視における分岐装置１の正面図である。なお、図３においては案内部７を図示するために、車軸３ａの長手方向の中央付近の図示を省略している。
【００２６】
分岐装置１は、上述のように、道床Ｇに敷設される走行レール２の上を転動する複数の車輪３と、それら車輪３で支持される台部４とを主に備えて構成されている。車輪３は車軸３ａの両端に固定され、その車軸３ａは左右の車軸受け３ｂで軸支されており、各々の車軸受け３ｂは独立して台部４に固定されている。
【００２７】
ガイドレール６は道床Ｇの走行レール２の間に敷設されており、台部４及び車輪３が跨設される。ガイドレール６の両側面に、案内部７としてのローラ７ｄの外周が当接している。案内部７は、台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の下面からガイドレール６に向けて垂設される軸部７ａと、その軸部７ａの回りに回動可能に固定される本体部７ｂと、その本体部７ｂから下方に垂設される２本の支持軸７ｃとを備え、ローラ７ｄは各々の支持軸７ｃに回動可能に軸支されている。ガイドレール６の両側面にローラ７ｄの外周が当接しているので、台部４の移動に伴い２つのローラ７ｄがガイドレール６の両側面を転動する。これにより、台部４はガイドレール６に沿って走行レール２の上を直線状に移動できる。また、ガイドレール６の側面を転動するローラ７ｄを備えて案内部７が構成されているので、案内部７とガイドレール６との摩擦抵抗を小さくすることができ、案内部７やガイドレール６の摩耗を抑制できる。
【００２８】
支承機構８は、フッ素樹脂製等の摩擦抵抗の小さな素材で略円筒状に形成されると共に台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の上面に固定されるすべり沓８ａと、そのすべり沓８ａと接触しつつ各可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面に固定されるスライド部８ｂとを備えて構成されている。各可動桁Ｂ１，Ｂ２は、すべり沓８ａ及びスライド部８ｂに支持されて台部４に搭載されており、軌道を転換するときには、すべり沓８ａの上面とスライド部８ｂの下面とが摺接することによって、各可動桁Ｂ１，Ｂ２は滑らかに移動する。
【００２９】
支承機構８により台部４に搭載される分岐始点側の可動桁Ｂ１及び分岐終点側の可動桁Ｂ２は、隣り合う各々の端面に、垂直軸Ｑを中心にして回動可能に連結される第１支持部９ａ及び第２支持部９ｂを備えている。分岐始点側の可動桁Ｂ１の端面に設けられた第１支持部９ａは、垂直軸Ｑが可動桁Ｂ１の桁長さ方向に沿ってスライド可能に貫装されるスライド孔９ｃを備えている。スライド孔９ｃを貫通する垂直軸Ｑの下端部は、後述するように台部４に固定されている。
【００３０】
スライド孔９ｃは、外気温度が低く可動桁Ｂ１，Ｂ２が収縮しているときに、少なくとも第１支持部９ａの基部側（分岐始点側の可動桁Ｂ１側）に垂直軸Ｑと隙間が設けられるように構成されている。これにより、可動桁Ｂ１は、垂直軸Ｑに対して桁長さ方向への相対移動が可能となるため、外気温度の変化による可動桁Ｂ１の桁長さ方向の膨張をスライド孔９ｃが吸収し、可動桁Ｂ１が膨張して生ずる水平荷重が台部４や垂直軸Ｑに伝達されることを防止できる。また、膨張した可動桁Ｂ１が外気温度の変化によって収縮する場合も同様に、スライド孔９ｃが形成されているので、水平荷重が台部４や垂直軸Ｑに伝達されることを防止できる。その結果、可動桁Ｂ１，Ｂ２の膨張・収縮により案内部７に過大な荷重が伝達されることが防止され、案内部７の耐久性を向上できる。また、垂直軸Ｑに水平荷重が入力されることも防止できるため、垂直軸Ｑを中心にした可動桁Ｂ１，Ｂ２の回動もスムーズに行われると共に、垂直軸Ｑが損傷することも防止できる。さらに、連結された可動桁Ｂ１，Ｂ２は桁幅方向への相対移動が規制されるので、車輪３の転動に伴う台部４の移動に、可動桁Ｂ１，Ｂ２を精度良く追随させることができ、軌道の転換精度を向上できる。
【００３１】
次に図４を参照して、桁幅方向における分岐装置１の構成について説明する。図４は、図３の矢印ＩＶ方向視における分岐装置１の側面図である。なお、図４においては、分岐始点側の可動桁Ｂ１の図示を省略している。
【００３２】
分岐装置１の台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）は、第１支持部９ａ（図３参照）及び第２支持部９ｂを連結する垂直軸Ｑの下端部が固定されている。本実施の形態においては、第１台部４ａ及び第２台部４ｂは、隣り合う各々の端面に第１垂直軸固定部１０ａ及び第２垂直軸固定部１０ｂを備えており、第１垂直軸固定部１０ａ及び第２垂直軸固定部１０ｂに垂直軸Ｑの下端部が軸支されることにより、垂直軸Ｑを中心にして第１台部４ａ及び第２台部４ｂは回動可能に連結される。以上のように、分岐装置１の台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）は、第１支持部９ａ（図３参照）及び第２支持部９ｂを連結する垂直軸Ｑの下端部が固定されているので、走行レール２の上を台部４が移動することにより、台部４の移動に伴って垂直軸Ｑが移動し、それに伴い可動桁Ｂ１，Ｂ２を移動させることができる。
【００３３】
ここで、台部４は走行レール２の上を直線状に移動するが、可動桁Ｂ１，Ｂ２は、分岐始点側の垂直軸Ｐ（図１参照）を支点として円弧状に移動する。このように台部４の移動する軌跡と可動桁Ｂ１，Ｂ２の移動する軌跡とは異なるが、可動桁Ｂ１，Ｂ２同士を連結する第１支持部９ａはスライド孔９ｃを備えているので、これら２つの軌跡の差がスライド孔９ｃで吸収される。また、台部４は可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面に固定されたスライド部８ｂをすべり沓８ａで支持しているので、すべり沓８ａの上をスライド部８ｂが摺動して、可動桁Ｂ１，Ｂ２が台部４の上を円弧状に移動する。これにより、軌道の転換がスムーズに行われる。
【００３４】
以上のように第１実施の形態における分岐装置１は構成されているので、走行レール２と交差する横方向の水平荷重が可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３から台部４に伝達されたときでも、台部４及び車輪３が横方向にずれることを防止できる。また、車輪３と案内部７とが別設されているので、水平荷重が入力されても案内部７と走行レール２とがこじれることがない。そのため、軌道を転換するときに車輪３の回転が妨げられるということがなく、駆動装置５に必要なトルクを平準化でき駆動装置５を小型化できると共に、ピーク負荷を減少させて消費エネルギーを削減できる。また、軌道を転換するときの車輪３の回転につれて案内部７が摩耗するということがなく、案内部７が摩耗し難く耐久性を向上できる。
【００３５】
また、分岐装置１の台部４は、垂直軸Ｑの下端側が固定される垂直軸固定部１０（第１垂直軸固定部１０ａ及び第２垂直軸固定部１０ｂ）を備え、ガイドレール６は台部４及び車輪３が跨設されている。さらに、垂直軸Ｑの延長線は、走行レール２と車輪３とが接する点を結んでできる多角形（図２参照）（本実施の形態においては長方形）の内側を通過する。これにより、可動桁Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からの過大な水平荷重が垂直軸固定部１０を介して台部４に伝達されたときも、ガイドレール６を中心に台部４が回転しようとして浮き上がることを防止できる。その結果、ガイドレール６への案内部７の当接が外れたり、案内部７に過大な水平荷重が入力されて案内部７が損傷したりすることを防止できる。その結果、過大な水平荷重が入力されたときでも、台部４をガイドレール６に沿って確実に移動させることができる。
【００３６】
次に図５を参照して、第２実施の形態について説明する。図５は、第２実施の形態における分岐装置１１の要部平面図である。なお、図５では、図２と同様に、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４を透視した状態を示しており、可動桁Ｂ１，Ｂ２及び台部４は想像線（二点鎖線）で図示し、台部４から下の部分を実線で図示している。また、図５では、走行レール１３及びガイドレール１６の長手方向の図示を一部省略している。
【００３７】
ここで、第１実施の形態では、道床Ｇに敷設された直線状の走行レール２の上を車輪３が転動することにより台部４が移動する場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、道床Ｇに敷設された円弧状の走行レール１２ａ，１２ｂの上を車輪１３ａ，１３ｂが転動することにより、台部４が円弧状に移動する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
分岐装置１１においては、図５に示すように、走行レール１２ａ，１２ｂは円弧状に形成されている。走行レール１２ａ，１２ｂの曲率半径は、可動桁Ｂ１，Ｂ２の回転中心からの距離に合わせた大きさに形成されている。走行レール１２ａ，１２ｂ間には、円弧状に形成されるガイドレール１６が走行レール１２ａ，１２ｂに沿って敷設されている。ガイドレール１６の曲率半径も、可動桁Ｂ１，Ｂ２の回転中心からの距離に合わせた大きさに形成されている。従って、走行レール１２ａ，１２ｂ及びガイドレール１６の曲率半径は、分岐始点側の走行レール１２ａ、ガイドレール１６、分岐終点側の走行レール１２ｂの順に大きくなるように設定されている。
【００３９】
走行レール１２ａ，１２ｂの上を転動する車輪１３ａ，１３ｂは、車軸１３ｃの両側に固定されている。分岐始点側の走行レール１２ａの上を転動する車輪１３ａの外径は、分岐終点側の走行レール１２ｂの上を転動する車輪１３ｂの外径より小さく設定されている。これは、上述のように、分岐始点側の走行レール１２ａの曲率半径は分岐終点側の走行レール１２ｂの曲率半径より小さいので、走行レール１２ａ，１２ｂの上を空転することなく車輪１３ａ，１３ｂが転動できるようにするためである。
【００４０】
なお、第１実施の形態で説明したように、第１台部４ａ及び第２台部４ｂは垂直軸Ｑを中心にして回動可能に連結されているので、走行レール１２ａ，１２ｂ及びガイドレール１６が円弧状に形成されていても、走行レール１２ａ，１２ｂ及びガイドレール１６に沿わせて台部４を屈曲させることができる。これにより、台部４を円滑に移動できる。その結果、第１実施の形態の場合（走行レール２が直線状の場合）と台部４を共通化することができ、台部４の汎用性を向上できる。
【００４１】
また、第１実施の形態で説明したように、案内部７は、台部４（第１台部４ａ及び第２台部４ｂ）の下面からガイドレール６（図３参照）に向けて垂設される軸部７ａと、その軸部７ａの回りに回動可能に固定される本体部７ｂと、その本体部７ｂから下方に垂設される２本の支持軸７ｃとを備え、ローラ７ｄは各々の支持軸７ｃに回動可能に軸支されている。このように本体部７ｂが、ガイドレール６に向けて垂設される軸部７ａのまわりに回動可能に固定されているので、ガイドレール１６が円弧状に形成されていても、ガイドレール１６の長手方向に沿ってローラ７ｄを転動させることができ、台部４はガイドレール１６に沿って案内される。
【００４２】
以上のように第２実施の形態における分岐装置１１は構成されているので、台部４は走行レール１２ａ，１２ｂの上を円弧状に移動し、可動桁Ｂ１，Ｂ２も、分岐始点側の垂直軸Ｐ（図１参照）を支点として円弧状に移動する。このように台部４の移動する軌跡と可動桁Ｂ１，Ｂ２の移動する軌跡とをほぼ等しくできるため、すべり沓８ａを摺動するスライド部８ｂの摺動量を小さくできる。これにより、スライド部８ｂとすべり沓８ａとが摺動することによって生じる摩耗量を削減することができ、スライド部８ｂやすべり沓８ａのメンテナンス頻度を削減できる。
【００４３】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４４】
上記各実施の形態では、第１台部４ａ及び第２台部４ｂが垂直軸Ｑで回動可能に連結されて台部４が構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、第１台部４ａ及び第２台部４ｂを連結することなく、一体化されたものとして構成することも当然可能である。また、第１台部４ａ及び第２台部４ｂを剛結合して一体化することも可能である。
【００４５】
上記各実施の形態では、案内部７は、ローラ７ｄの外周がガイドレール６，１６に当接し、ローラ７ｄがガイドレール６，１６の側面を転動する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の形態とすることも当然可能である。他の形態としては、例えば、フッ素樹脂製等で形成されてガイドレール６，１６の側面に当接し摺動するものが挙げられる。この場合も、入力された水平荷重を受けることができると共に、ガイドレール６，１６に沿って台部４を移動させることができる。
【００４６】
上記第２実施の形態では、分岐始点側の走行レール１２ａを転動する車輪１３ａの外径を、分岐終点側の走行レール１２ｂを転動する車輪１３ｂの外径より小さく形成することにより、曲率半径の異なる走行レール１２ａ，１２ｂの上を車輪１３ａ，１３ｂが転動する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、車輪１３ａ，１３ｂを同一径にすると共に、車軸１３ｃに差動装置を配設して、車輪１３ａ，１３ｂの回転速度差を調整することにより、曲率半径の異なる走行レール１２ａ，１２ｂの上を転動させることも可能である。
【００４７】
上記各実施の形態では、ガイドレール６，１６の一方側および他方側にそれぞれ一輪ずつローラ７ｄを配設し、これら二輪のローラ７ｄでガイドレール６，１６を両側から挟む場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、合計三輪以上のローラ７ｄでガイドレール６，１６を両側から挟む構成とすることは当然可能である。例えば、ガイドレール６，１６の一方側に一輪のローラ７ｄを、ガイドレール６，１６の他方側に二輪のローラ７ｄを、それぞれ配設し、これら合計三輪のローラ７ｄでガイドレール６，１６を両側から挟む構成としても良い。
【００４８】
上記各実施の形態では、支承機構８をすべり支承として構成する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、弾性支承により構成しても良い。ここで、この弾性支承の一例について図６を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。図６は、弾性支承として構成される支承機構１００８の断面図である。
【００４９】
図６に示すように、支承機構１００８は、各可動桁Ｂ１，Ｂ２の下面および台部４の上面にそれぞれ固定される一対の連結板部１０８１と、それら一対の連結板部１０８１の間に固定される弾性部１０８２とを備え、弾性部１０８２の弾性変形によって、各可動桁Ｂ１，Ｂ２を台部４に対して水平方向に移動可能に支持する。
【００５０】
なお、弾性部１０８２は、ゴム状弾性体から円板状に形成される複数枚のゴム基体１０８２ａと、金属材料から円板状に形成される複数枚の積層板１０８２ｂとを備え、これらゴム基体１０８２ａと積層板１０８２ｂとが交互に積層されている。
【符号の説明】
【００５１】
１，１１ 分岐装置
２，１２ａ，１２ｂ 走行レール
３，１３ａ，１３ｂ 車輪
４ 台部
４ａ 第１台部（台部の一部）
４ｂ 第２台部（台部の一部）
５ 駆動装置
６，１６ ガイドレール
７ 案内部
７ａ 軸部（案内部の一部）
７ｂ 本体部（案内部の一部）
７ｃ 支持軸（案内部の一部）
７ｄ ローラ（案内部の一部）
９ａ 第１支持部
９ｂ 第２支持部
９ｃ スライド孔
１０ 垂直軸固定部
１０ａ 第１垂直軸固定部（垂直軸固定部の一部）
１０ｂ 第２垂直軸固定部（垂直軸固定部の一部）
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 可動桁
Ｑ 垂直軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直軸のまわりに回動可能に連結されつつ隣り合う２つの可動桁の各々の端部が搭載される台部と、その台部を支持すると共に、敷設された走行レールの上を転動する複数の車輪と、その車輪を駆動する駆動装置とを備える分岐装置において、
前記走行レールに沿って敷設されるガイドレールと、
そのガイドレールの両側面に各々当接し前記台部に前記車輪と別設される案内部とを備えていることを特徴とする分岐装置。
【請求項２】
前記案内部は、前記台部の下方から垂設される支持軸と、その支持軸に回動可能に軸支される１組もしくは複数組のローラとを備え、それら１組もしくは複数組のローラの外周が前記ガイドレールの両側面に各々当接されていることを特徴とする請求項１記載の分岐装置。
【請求項３】
前記台部は、前記垂直軸の下端側が固定される垂直軸固定部を備え、
前記ガイドレールは、前記台部および前記車輪が跨設されており、
前記垂直軸の延長線は、前記走行レールと前記車輪とが接する点を結んでできる多角形の内側を通過することを特徴とする請求項１又は２に記載の分岐装置。
【請求項４】
前記隣り合う２つの可動桁の各々の端部に設けられると共に、前記垂直軸を中心に回動可能に構成される第１支持部および第２支持部と、
前記第１支持部または前記第２支持部の少なくとも一方に形成され、前記垂直軸が前記可動桁の桁長さ方向に沿ってスライド可能に貫装されるスライド孔とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分岐装置。
【請求項１】
垂直軸のまわりに回動可能に連結されつつ隣り合う２つの可動桁の各々の端部が搭載される台部と、その台部を支持すると共に、敷設された走行レールの上を転動する複数の車輪と、その車輪を駆動する駆動装置とを備える分岐装置において、
前記走行レールに沿って敷設されるガイドレールと、
そのガイドレールの両側面に各々当接し前記台部に前記車輪と別設される案内部とを備えていることを特徴とする分岐装置。
【請求項２】
前記案内部は、前記台部の下方から垂設される支持軸と、その支持軸に回動可能に軸支される１組もしくは複数組のローラとを備え、それら１組もしくは複数組のローラの外周が前記ガイドレールの両側面に各々当接されていることを特徴とする請求項１記載の分岐装置。
【請求項３】
前記台部は、前記垂直軸の下端側が固定される垂直軸固定部を備え、
前記ガイドレールは、前記台部および前記車輪が跨設されており、
前記垂直軸の延長線は、前記走行レールと前記車輪とが接する点を結んでできる多角形の内側を通過することを特徴とする請求項１又は２に記載の分岐装置。
【請求項４】
前記隣り合う２つの可動桁の各々の端部に設けられると共に、前記垂直軸を中心に回動可能に構成される第１支持部および第２支持部と、
前記第１支持部または前記第２支持部の少なくとも一方に形成され、前記垂直軸が前記可動桁の桁長さ方向に沿ってスライド可能に貫装されるスライド孔とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分岐装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０７４３４（Ｐ２０１２−１０７４３４Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７５１１（Ｐ２０１０−２５７５１１）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【出願人】（３９００２１５７７）東海旅客鉄道株式会社 (413)
【Ｆターム（参考）】
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